滅菌に使うオートクレーブとは？仕組みや滅菌の手順まで

オートクレーブの仕組み

オートクレーブでは、高温・高圧の飽和水蒸気で加熱することで微生物を殺滅し、滅菌処理が可能です。

水は大気圧下で100℃で沸騰しますが、100℃では死なない細菌も存在しています。オートクレーブは、大きな圧力鍋のような構造をした機器で、加圧によって水の沸点を上げることが可能です。そうすることで、高温の蒸気で滅菌処理を行えます。

水の沸点は1気圧で100℃、2気圧で約121℃です。一般的な高圧蒸気滅菌では、121℃で15〜20分間の滅菌処理を行うと、滅菌が完了します。

また、飽和水蒸気で滅菌処理する理由は、乾いた空気よりも熱エネルギー・伝熱効率・殺傷能力が高い「湿熱」の方が効率的に滅菌処理ができるからです。

オートクレーブとは？

オートクレーブは「高圧蒸気滅菌器」とも呼ばれます。機器の内部を飽和水蒸気で高温・高圧にして、医療用器具やバイオ系実験器具の滅菌処理を行うことが可能です。基本的な構造は圧力鍋と似ており、圧力を加えて機器の容器内を高温にして滅菌処理を行います。

滅菌の種類

滅菌の種類は主に3通りあります。以下で解説しますので、それぞれの違いをしっかりと理解しましょう。

高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）

高圧蒸気滅菌は、もっとも信頼性が高い滅菌方法です。コストは比較的安く、適用範囲も広いため、 ガラス製品・磁製品・金属・液体・紙製品・繊維性製品・水・培地の滅菌など、さまざまな用途で使用できます。

ガス滅菌

ゴムやプラスチック製品等は高温で滅菌できないため、ガス滅菌で処理します。ガス滅菌は低温なので、ゴムやプラスチックの滅菌におすすめです。ただし、ガスを使用するためコストがかかり、毒性が高いため残留ガスに注意しなければなりません。

乾熱滅菌

高圧蒸気滅菌と比べると滅菌に時間がかかります。180℃と高温のため、高圧蒸気滅菌に適しておらず、高温乾燥に耐えられる金属器材などの滅菌に使用することが多いです。

オートクレーブが活用されている分野

オートクレーブは、医学・バイオ(生化学)・素材・土木・調理や化学分野などで使用されています。
しかし、それぞれの分野で使用目的や滅菌処理の際の温度は異なり、適している機器も異なることを覚えておきましょう。

滅菌と殺菌・除菌の違い

滅菌は、物質中のすべての微生物を殺滅・除去することで、除菌や殺菌よりも確実に菌を無くせます。一方、殺菌は菌の一部を殺しただけでも殺菌と言うことが可能です。

また、除菌は、菌を取り除くことを意味しますが、その対象や程度は含みません。そのため、殺菌や除菌は滅菌のようにすべての微生物を殺滅できるわけではありません。

オートクレーブで滅菌する手順

ここでは、オートクレーブで滅菌する際の手順を解説していきます。以下の手順で滅菌を行うので、しっかりと覚えておきましょう。

1. オートクレーブ内に水を入れる
2. 滅菌したい機器をセット
3. フタをセット、ハンドルを締めて固定
4. 排気コックを閉じ、タイマーをセットして加熱
5. 滅菌終了

オートクレーブ内に水を入れる

まずは、すのこ（底に敷く穴が空いている円盤）が少し浸るくらいまで精製水（もしくは蒸留水）を入れましょう。水道水でも可能ですが、缶石(カルキやミネラル成分による付着物・沈殿物)が堆積しやすくなるため、小まめな清掃が必要になります。

滅菌したい機器をセット

続いて、カゴに入れた器具や試薬を入れましょう。このとき、滅菌するものを袋や布につつんで、オートクレーブに設置するため、滅菌用のパックや袋・バットが必要になります。

フタをセット、ハンドルを締めて固定

フタを正しい位置にセットして、ハンドルをしっかりと締めて固定します。安全弁の重石が正しく乗せられていることも確認しましょう。

排気コックを閉じ、タイマーをセットして加熱

排気コックを閉じて、タイマー（搭載されている場合）をセットして加熱を開始します。

滅菌終了

設定時間が終わると内部の温度が下がっていきます。
非常に熱いので、手で持てるくらいの温度になってから取り出すようにしましょう。

液体を滅菌する場合の注意事項

オートクレーブを使用する際は、以下の点に注意してください。

• 密閉された物を滅菌しない
• ヒビやキズのあるガラス器具を滅菌しない
• 高温の液体は突然沸騰することがあるため注意する
• 滅菌バッグは口元を「狭めた状態」または「閉じた状態」で滅菌しない
• 滅菌バッグの口元を必ず大きく開けて使用する
• 滅菌バッグに密閉された物をいれて滅菌しない
• 滅菌バッグをバケツやカゴに入れて重ねて使用しない

オートクレーブの滅菌はいつまで有効？

滅菌物のパッケージが破損する等しなければ、基本的に無期限に有効です。しかし、パッケージや対象物の経年劣化はおこりうるので、使用期限を決めて運用したほうがいいでしょう。

オートクレーブの価格

卓上型の小型機種であれば20万円～150万円程度で導入可能です。

まとめ

オートクレーブは、高温・高圧で滅菌処理を行う機器です。オートクレーブの滅菌可能な適用範囲は広いですが、ゴムやプラスチック製品などオートクレーブでの滅菌が適さないものもあります。オートクレーブの導入を検討している方は、今回の記事の内容を参考に、まずは仕組みや滅菌の手順をしっかりと理解しておきましょう。